2020医学开题报告范文(影像)

2020医学开题报告范文（影像）

论文题目：医学影像图像处理若干关键问题的研究

一、论文选题依据(包括本课题国内外研究现状述评，研究的理论与实际意义，对科技、经济和社会发展的作用等) 医学影像技术的发展历史可追溯到1895 年德国物理学家伦琴发现了x 射线并把它用于医学诊断。从而发明了x 射线成像技术, 它第一次无损地为人类提供了人体内部器官组织的解剖形态照片, 从而为医生临床诊断提供了重要的生物信息。由此引发了一场医学诊断技术的革命。它是一门交叉学科，利用物理学、电子学、计算机科学等一些基础科学的先进技术来诊断和治疗疾病[1]。

随着微电子技术、计算机网络技术、计算机图形图像处理技术、人工智能和自动控制技术的蓬勃发展，现代医学影像技术已成为21世纪发展最快的技术领域之一[2]。随着超声(us)、计算机体层摄影(ct)、磁共振成像(mri)、介人放射学及正电子发射体层摄影术(pet)等新的影像诊断和治疗方法的相继问世，医学影像学从无到有，从小到大，经历了一个飞速迅猛的发展过程。尤其是介人放射学的出现，使单纯的放射诊断室发展成为当今集诊断与治疗于一体的大型临床医学影像科室，无疑在新世纪，医学成像技术将发展得更快，并在医疗领域发挥日益重要的作用[3]。

下面来介绍一下几类主要的医学成像方式：1、超声成像第二次世界大战后, 在雷达、声纳技术基础上,应用回声定位原理

发展了各种超声成像技术,研制完成了a型、b型、m型超声诊断仪。目前(透射型)超声计算机断层成像技术(ultrasound puted tomography, uct)已经成熟。

超声波成像具有无损伤、灵敏度高的优点。对于软组织的观察无须做注射造影剂之类的成像前预处理,而且成像迅速,设备造价低廉,它既可以反映器官的解剖图像,也可反映机能状况。因此,超声成像是目前各成像技术中应用最广、发展最快的技术。

20世纪80 年代初问世的超声血流图( color flowmapping, cfm) 是目前临床上使用的高档超声诊断仪。它的特点是把血流信息叠加到二维b 型图像上。在b 型图像显示的血管中, 凡是指向换能器的血流在图中用红色表示, 而那些背离换能器的血流则用蓝色表示。由于在一张图像上既能看到脏器的解剖形态, 又能看到动态血流, 它在心血管疾病的诊断中发挥了很大的作用[1]。

2、ct成像计算机体层摄影(puted tomography, ct)是利用x线对人体某一范围进行逐层的扫描，取得信息，经计算机处理后获得重建的图像(横断解剖图)，通过计算机处理得到三维的重建图像。由ct生成的横切面、断层、数字图像解决了传统影像中三维结构重叠、软组织分辨率差及信息效率低等主要缺陷，取得了划时代的革新。但是在多层ct开发成功之前,ct一度曾处于相对停滞的阶段。多层ct技术进入峰回路转的新阶段，其主要突破在于:采集速度(扫描速度)，成像质量(空间分辨率与密度分辨率)，数据采集范围(扫描范围)三个方面由于三者存在着相互制约的关

系，所以通过技术方法的改进将其协调在最佳值，成为ct技术发展中的重要研究课题[4]。

3、mri成像磁共振成像(magic resonance imaging, mri)又称核共振(nuclear magic resonance, nmr)，是近年来迅速发展起来的医学影像新技术，被认为是20世纪最先进、最有前途的影像设备[5]。1946年美国学者bloch和purcell首先发现了核磁共振现象,从此产生了核磁共振谱学这门学科。核磁共振技术的最初应用是对有机化合物的结构分析及物质性质的研究。1973年劳特伯(lauterbur)利用核磁共振技术首次获得了生物体断面的质子自旋密度图像,第一个做出了仿真模块的二维核磁共振图像。核磁共振技术与计算机技术结合,形成磁共振ct,且已在临床上普遍应用。它是利用与人体组织密切相关的一类原子核(如等1h、2h、13c、14n、19f、23na、31p、127i等)在外界射频磁场的作用下发生核磁共振现象，利用其产生的共振现象进行成像的技术。磁共振成像首先将受检部位置于静磁场内，病人的长轴与静磁场z方向平行;用脉冲射频磁场激励人体的受检部位，用接受线圈测量输出的共振信号，利用计算机进行二维断层成像或三维立体成像。磁共振成像按获得磁场的形式可以分为永磁型、常导磁体型和超导磁体型永磁型的特点是造价低、耗电省、效率高;超导磁体型是利用电流来激励磁场，机器可以设计的比永磁型的小;超导磁体型可以做出很高的磁场，适合于各种不同要求检查，断层厚度也可以小到3cm[6]。

磁共振成像兼容了射线技术和核医学的特点，不仅可以显示形态解剖图，还可以显示出各种不同组织的化学结构，以及生理、生化的动态信息。如含水状态，脂肪含量，f、na、p等元素的含量等。mri是通过电子学方法调节梯度场以实现扫描，所以根据需要不仅可以直接显示任意决度的切面，而且可以得到无限个切面，及利用这些切面进行三维显像[7]。

在临床应用上，与ct相比，mri具有无放射线损害，无骨性伪影，能多方面、多参数成像，有高度的软组织分辨能力，不需使用对比剂即可显示血管结构等独特的优点。几乎是用于全身各系统的不同疾病，如肿瘤、炎症、创伤、推行性病变以及各种先天性疾病的检查。对颅脑、脊椎和脊髓病的现实优于ct。它可不用血管造影剂，即显示血管的结构，故对血管、肿块、淋巴结和血管结构之间的相互鉴别，有其独到之处。它还有高于ct数倍的软组织分辨能力，敏感地检出组织成分中的水分含量的变化，因而常比ct更有效和更早地发现病变mri能清楚、全面地显示心腔、心肌、心包及心内其他细小结构，是诊断各种心脏病以及心功能检查的可靠的方法[8]。

以下是几类常用的图像处理技术：1、图像去噪图像去噪指的是利用各种滤波模型，通过多点平滑等方法从已知的含有噪声的图像中去掉噪声成分。图像去噪从整个图像分析的流程上来讲属于图像的预处理阶段，从数字图像处理的技术角度来说属于图像恢复的技术范畴，它的存在有着非常要的意义。

为了抑制图像中的噪声，可以使用很多常规的方法，例如均值滤波、中值滤波、顺序统计滤波、维纳滤波，以及由这些滤波方法衍生而来的许多其他滤波器，包括模糊滤波器、自适应均值滤波器、基于边缘特征的滤波器等，上述各种滤波方法都能在一定程度上滤除图像中存在的噪声。但是，这些常规的方法在滤除噪声的同时，往往会损失目标在图像中的高频信息，引起边缘和纹理的模糊。所以，在去除噪声的过程中，存在噪声抑制与边缘保持之间的矛盾，有必要寻找更好的去噪方法，在抑制噪声的同时，还能保持边缘和纹理信息，以便更好地复原因噪声污染引起的图像质量退化[9]。

近年来，采用偏微分方程(partial differemial equation，pde)技术对图像进行处理获得了国内外的广泛关注，它是一种局部自适应(local adaptability)技术，它具有很高的灵活性和变通性;另外使用形式上的规范性(unification)使得图像处理问题的描述在形式上变得简单，对不同图像处理问题，在数学处理上更加统一;并且pde技术在消除图像噪声和保护图像固有的特征方面也有了很大的进展，在图像处理的各个领域均有不错的效果[10]。

医用b超己越来越广泛地应用于临床诊断中，然而b超图像中存在大量的斑点噪声，不同于传统的加性噪声，斑点噪声是一种乘性噪声。乘性噪声广泛存在于合成孔雷达成像，超声成像，激光成像及显微镜图像中，相比较于加性噪声图像，乘性噪声对